1、第第 2 2 课时课时 化学反应的限度化学反应的限度 化学反应条件的控制化学反应条件的控制 A 组 基础对点练 题组一 可逆反应的特点 1.(2018 淮阴高一检测)下列各组反应中，属于可逆反应的一组是( ) A.2H2O= 通电 2H2O2，2H2O2= 点燃 2H2O B.NH3CO2H2O=NH4HCO3，NH4HCO3= NH3CO2H2O C.H2I2= 2HI,2HI= H2I2 D.2AgBr2= CuO 2AgBr,2AgBr= 光照 2AgBr2 答案 C 解析 可逆反应必须是在同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反 应，A、B、D 三项中反应条件不同，都
2、不是可逆反应，只有 C 满足条件，故选 C。 2.2 mol H2和 3 mol I2蒸气在持续加热的条件下进行：I2(g)H2(g) 2HI(g)，充分反应 后 HI 的物质的量可能是( ) A.4 mol B.小于 4 mol C.6 mol D.大于 6 mol 答案 B 解析 I2蒸气过量，2 mol H2若完全反应，可转化为 4 mol HI，由于该反应为可逆反应，H2 的转化率小于 100%，故反应后 HI 的物质的量小于 4 mol。 题组二 化学平衡状态和限度 3.下列有关化学反应限度的说法不正确的是( ) A.任何可逆反应的进程都有一定限度 B.提高反应的限度可以提高反应物的
3、利用率 C.化学平衡状态是指一定条件下进行的可逆反应达到的最大限度 D.化学反应达到最大限度时，可逆反应的正、逆反应速率为零 答案 D 解析 在一定条件下的可逆反应， 当达到最大限度时， 反应就达到平衡状态， 此时反应的正、 逆反应速率相等，但不为零，是动态平衡，故选 D 项。 4.向一密闭容器中放入 1 mol X，进行可逆反应 2X(g)3Y(g)，反应过程中的反应速率(v) 与时间(t)的关系曲线如图所示，下列叙述正确的是( ) A.t1时，只有正反应 B.t2t3时，反应不再发生 C.t2时，容器内有 1.5 mol Y D.t2t3时，X、Y 的物质的量均没有发生变化 答案 D 解析
4、 t1时，v正v逆0，正、逆反应都在发生，A 项错误；t2t3时，v正v逆0，反应并 未停止，B 项错误；该反应为可逆反应，1 mol X 不能完全反应，所以当反应达到平衡时，容 器内 Y 的物质的量小于 1.5 mol，C 项错误；t2t3时为化学平衡状态，X、Y 的物质的量均 不发生变化，D 项正确。 5.下列对于可逆反应 2M(g)N(g)2P(g)达到平衡时的说法正确的是( ) A.M、N 全部变成了 P B.反应已经停止 C.反应混合物中各组分的浓度不再改变 D.反应混合物中 c(M)c(N)c(P)一定等于 212 答案 C 解析 可逆反应的转化率达不到 100%，即 M、N 不可
5、能全部变成 P，A 项错误；平衡时正、 逆反应速率相等，但不为 0，即反应没有停止，B 项错误；平衡时反应混合物中各组分的浓 度不再改变， C 项正确； 平衡时反应混合物中 c(M)c(N)c(P)不一定等于212， D 项错误。 题组三 化学平衡状态的判断 6.(2019 杭州市学军中学检测)一定条件下的可逆反应 2NO2(红棕色)2NO(无色)O2(无 色)，在恒压密闭容器中充入 NO2，达到化学平衡状态的标志是( ) A.反应停止了 B.NO 的正反应速率与 O2的逆反应速率相等 C.c(NO)c(O2)21 D.气体的颜色不再变化 答案 D 解析 A 项，反应达到平衡时，正、逆反应速率
6、相等，但反应并没有停止，故错误；B 项， NO 的正反应速率与 O2的逆反应速率之比为 21 时才能确定反应达到平衡状态，故错误；C 项，c(NO)c(O2)始终是 21，不能作为判断是否达到平衡的依据，故错误；D 项，混合气 体的颜色不再改变，说明 NO2气体的浓度不变，达到平衡状态，故正确。 7.(2019 哈尔滨高一月考)在一定条件下，使一定量的 A 和 B 气体混合发生反应 2A(g) 3B(g)4C(g)。下列描述中，说明反应已达到平衡状态的是( ) A.各物质的浓度之比 c(A)c(B)c(C)234 B.混合气体中各物质的浓度相等 C.单位时间内，消耗 a mol A 物质的同时
7、消耗 2a mol C 物质 D.混合气体的体积是反应开始前的4 5 答案 C 解析 化学平衡状态时，各组分浓度保持不变，不是浓度相等；用不同物质的反应速率表示 达到平衡，要求反应方向是一正一逆，且反应速率之比为化学计量数之比。 题组四 化学反应条件的控制 8.通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行，使化学反应有利于人类的 生存和提高生活质量。下列各图所示的措施中，能加快化学反应速率的是( ) 答案 C 9.工业上合成氨反应为 N2(g)3H2(g)2NH3(g)，在实际生产中为提高合成氨的反应速率， 下列说法正确的是( ) A.温度越高，反应速率越快，因此采取的温度越高越好
8、B.压强越高，反应速率越快，因此采取的压强越高越好 C.催化剂能加快反应速率，因此可选用适当的催化剂 D.可向容器中加入一定量的水蒸气，使氨气溶解以提高反应速率 答案 C 解析 A 项，温度高反应速率快，但温度过高会消耗更多的燃料，因此实际生产中的温度不 是越高越好，故错误；B 项，压强大反应速率快，但压强过高会增加设备的成本，因此实际 生产中的压强不是越高越好，故错误；C 项，可选用适当的催化剂提高反应速率，故正确； D 项，加入水蒸气会降低反应体系的温度，且氨气溶于水并不能提高反应速率，故错误。 10.某温度下，在 2 L 密闭容器中 X、Y、Z 三种物质(均为气态)间进行反应，其物质的量
9、随时 间的变化曲线如图。据图回答： (1)该反应的化学方程式可表示为_。 (2)反应起始至 t min(设 t5)，X 的平均反应速率是_。 (3)在 t min 时，该反应达到了_状态，下列可判断反应已达到该状态的是 _(填字母，下同)。 A.X、Y、Z 的反应速率相等 B.X、Y 的反应速率比为 23 C.混合气体的密度不变 D.生成 1 mol Z 的同时生成 2 mol X (4)一定能使该反应的反应速率增大的措施有_。 A.其他条件不变，及时分离出产物 B.适当降低温度 C.其他条件不变，增大 X 的浓度 D.保持温度不变，将容器体积压缩为 1 L 答案 (1)2X3YZ (2)0.
10、08 mol L 1 min1 (3)化学平衡 D (4)CD 解析 (1)由图像可以看出 X 为反应物，Y 和 Z 为生成物，当反应达到 t5 min 时，n(X) 0.8 mol，n(Y)1.2 mol，n(Z)0.4 mol，化学反应中，各物质的物质的量变化值与化学计 量数呈正比， 故 n(X)n(Y)n(Z)231， 所以反应的化学方程式为 2X3YZ。 (2)v(X)c t 0.8 mol 2 L5 min0.08 mol L 1 min1。 (3)在 t min 时，反应中各物质的物质的量不再变化，反应达到化学平衡状态。A 项，X、Y、 Z 的化学计量数不相等，则 X、Y、Z 的反
11、应速率也不会相等，错误；B 项，用不同物质表示 的化学反应速率之比等于化学计量数之比， 无论平衡与否， X、 Y 的反应速率之比都为 23， 错误；C 项，据 m V，由于反应的体积不变，气体的总质量不变，则混合气体的密度不变， 错误； D 项， 当生成 1 mol Z 的同时生成 2 mol X， 说明正、 逆反应速率相等， 达到平衡状态， 正确。 (4)减小产物浓度，降低温度，会使反应速率减小，故 A、B 项错误；增大反应物浓度，会使 反应速率增大，故 C、D 项正确。 B 组 综合强化练 1.在下列说法中，可以说明恒温恒容密闭容器中的反应：P(g)Q(g)R(g)S(g)已达到平 衡状态
12、的是( ) A.反应容器内压强不随时间变化 B.P 和 S 的生成速率相等 C.容器内 P、Q、R、S 的物质的量浓度之比为 1111 D.反应容器内气体的总物质的量不随时间变化 答案 B 解析 反应前后气体分子总数不变，容器的压强始终不变，A 项错误；由物质的反应速率之 比等于相应的化学计量数之比得 v逆(P)v逆(S)，根据题意知，v逆(P)v正(S)，则有 v逆(S)v 正(S)，说明反应达到平衡状态，B 项正确；反应容器内 P、Q、R、S 的物质的量浓度之比为 1111，但不一定不再改变，所以反应不一定达到平衡状态，C 项错误；反应前后气体 分子总数不变，气体的总物质的量不随时间变化，
13、D 项错误。 2.一定温度下，在某恒容的密闭容器中，建立化学平衡：C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)。下 列叙述中不能说明该反应已达到化学平衡状态的是( ) A.体系的压强不再发生变化 B.v正(CO)v逆(H2O) C.生成 n mol CO 的同时生成 n mol H2 D.1 mol HH 键断裂的同时断裂 2 mol HO 键 答案 C 解析 A 项，由于该反应前后气体体积改变，当体系的压强不再发生变化时，说明反应已达 到化学平衡状态；B 项，CO 的正反应速率等于其逆反应速率，说明反应已达到化学平衡状 态；C 项，生成 CO、H2均表示反应向正反应方向进行，没有表示出正、逆反应
14、速率的关系， 不能说明反应已达化学平衡状态；D 项，HH 键断裂和 HO 键断裂是两个相反的反应方 向， 1 mol HH键断裂的同时断裂2 mol HO键， 即消耗1 mol H2的同时消耗了1 mol H2O， 可知 H2的消耗量等于其生成量，说明反应已达到化学平衡状态。 3.(2019 武汉高一期末)一定温度下， 在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应： 2X(g)Y(g) Z(s)，以下能作为该反应达到平衡标志的是( ) A.X 的分解速率与 Y 的消耗速率相等 B.X、Y 与 Z 的物质的量之比为 211 C.混合气体的密度不再变化 D.单位时间内生成 1 mol Y 的同时分解 2
15、mol X 答案 C 解析 A 项， X 的分解速率是 Y 生成速率的 2 倍， 因此 Y 的生成速率不等于 Y 的消耗速率， 因此没有达到平衡状态，故错误；B 项，平衡时各物质浓度不再发生变化，但物质之间的浓 度不一定相等或满足某种关系，故错误；C 项，容积不变，当密度不变时说明混合气体的质 量不变，又因为该反应有固体生成，故各物质的量不再变化，因此达到平衡状态，故正确； D 项，生成 Y 和消耗 X 属于同一方向，因此不能作为达到平衡的标志，故错误。 4.一定温度下， 在恒容的密闭容器中， 能表示反应 N2(g)3H2(g)2NH3(g)达到平衡状态的 标志有( ) 容器中的压强不再发生变
16、化 H2的生成速率与 NH3的消耗速率之比为 32 混合气体的平均相对分子质量不变 容器内混合气体的密度不变 NH3的物质的量浓度不再变化 密闭容器中 n(N2)n(H2)n(NH3)132 A. B. C. D. 答案 C 解析 该反应是气体物质的量变小的反应，压强不变说明反应达到平衡，正确；H2的生成 速率和 NH3的消耗速率都表示 v逆，错误；反应中混合气体的总质量不变，若平均相对分 子质量不变，说明气体物质的量不变，反应已达平衡，正确；恒容容器中混合气体的总质 量和体积均无变化，故气体密度始终不变，错误；物质的量浓度不变，说明已达平衡， 正确；容器内气体物质的量之比等于化学计量数之比，
17、与是否达到平衡无关，错误。 5.在容积可变的密闭容器中，2 mol N2和 8 mol H2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H2 的转化率为 25%，则平衡时氮气的体积分数接近于( ) A.5% B.10% C.15% D.20% 答案 C 解析 达到平衡时，H2转化的物质的量为 8 mol25%2 mol。在一定条件下，N2与 H2发 生反应： N23H2 一定条件 2NH3 起始物质的量/mol 2 8 0 转化物质的量/mol 2 3 2 4 3 平衡物质的量/mol 4 3 6 4 3 同温同压下，气体的体积比等于其物质的量之比，故平衡时氮气的体积分数为 4 3 mol 4 3 mo
18、l6 mol 4 3 mol 100%15%。 6.(2019 贵州贵阳高一期末)在一定温度下，某容器内的某一反应中，X、Y 的物质的量随反应 时间的变化曲线如图所示，下列表述正确的是( ) A.t1时，Y 的浓度是 X 的浓度的 2 倍 B.反应的化学方程式为 2X3Y C.t2时，反应的正、逆反应速率相等，达到平衡状态 D.t3时，X、Y 的量不再变化，化学反应停止了，正、逆反应速率为零 答案 A 解析 A 项，由图像知，反应中 Y 的物质的量减少，X 的物质的量增多，则 Y 为反应物，X 为产物，方程式为 3Y2X，t1时 X 的物质的量为 3 mol，Y 的物质的量为 6 mol，因此
19、 Y 的浓度是 X 的 2 倍，故 A 项正确，B 项错误；在 t2时，X 和 Y 的物质的量相等，但反应未 达到平衡，故正、逆反应速率不相等，故 C 项错误；在 t3时，X 和 Y 的物质的量不再随时间 的变化而变化，反应达到平衡，此时正、逆反应速率相等，但不为零，故 D 项错误。 7.在 2 L 密闭容器中，800 时，反应 2NO(g)O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变 化如下表所示。 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO) /mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 (1)上图中，A 点处 v正_v逆(填“大于”“小于”或“
20、等于”)。 (2)图中表示 NO2变化的曲线是_。用 O2表示从 02 s 内该反应的平均速率 v _。 (3)下列能说明该反应已经达到平衡状态的是_(填字母，下同)。 a.v(NO2)2v(O2) b.容器内压强保持不变 c.v逆(NO)2v正(O2) d.容器内的密度保持不变 (4)下列能使该反应的反应速率增大的是_。 a.及时分离出 NO2气体 b.适当升高温度 c.增大 O2的浓度 d.选择高效的催化剂 答案 (1)大于 (2)b 1.510 3 mol L1 s1 (3)bc (4)bcd 解析 (1)图中表明 A 点的反应时间小于 1 s，表中表明在 01 s 内 n(NO)呈减小
21、状态，则反 应 2NO(g)O2(g)2NO2(g)在向右进行，v(正)v(逆)。 (2)上述反应向右进行， 则 c(NO)由逐渐减小到保持不变。 表中表明， 上述反应从开始到平衡， n(NO)减小 0.020 mol0.007 mol0.013 mol，则 n(NO2)增加 0.013 mol。上述反应容器的容 积为 2 L， 则平衡时 c(NO2)为 0.006 5 mol L 1， 则表示 NO 2变化的曲线是 b。 表中表明， 在 0 2 s 内 n(NO)减小 0.020 mol0.008 mol0.012 mol， 则 n(O2)减小 0.006 mol， 容器容积为 2 L， 则
22、 c(O2)减小0.003 mol L 1，反应时间为 2 s，根据 vc t计算得 v(O2)1.510 3 mol L1 s1。 (3)化学平衡状态中正、逆反应速率相等，v正(NO2)2v逆(O2)体现了上述反应中正、逆反应速 率相等，v(NO2)2v(O2)则不可以。上述反应，在达到平衡之前气体总物质的量不守恒，则 在恒温、恒容下气体总压强不守恒；在达到平衡之后气体总物质的量守恒，则在恒温、恒容 下气体总压强守恒。总之，上述反应的容器内压强保持不变，说明反应已经到达平衡。上述 反应，在达到平衡前后气体质量守恒，由于容器容积不变，则容器内的密度不变不能说明反 应达到平衡。 (4)其他条件一
23、定，升高温度或增大反应物的浓度或使用催化剂，都能使化学反应速率增大； 反之，可使化学反应速率减小。 8.甲、乙两个研究小组决定用实验探究的方法证明化学反应具有一定的限度，在一定条件下 会达到“平衡状态”。 ()甲组：取 5 mL 0.1 mol L 1 的 KI 溶液于试管中，滴加 0.1 mol L 1 的 FeCl3溶液 2 mL，发 生如下反应：2I 2Fe3=2Fe2I 2。为了证明该反应具有一定的限度，他们设计了如下实 验：取少量反应液，滴加 AgNO3溶液，发现有少量的黄色沉淀(AgI)生成，证明反应物没 有反应完全；再取少量反应液，加入少量 CCl4，振荡，发现 CCl4层显浅紫
24、色，证明萃取 到了 I2，即有 I2生成。结合的结论，他们得出结论：该反应具有一定的可逆性，在一定 条件下会达到反应限度。 (1)指导老师指出上述实验中不合理，你认为原因是_ _， 改进的方法是_ _。 (2)有人认为步骤适合检验生成 I2较多的情况， 还有一种简单的方法可以灵敏地检验是否生 成了 I2，这种方法是_。 ()乙组： 取 4 mL 1 mol L 1 的 CaCl2溶液于试管中， 发现滴入 1 mol L 1 的 Na2SO4溶液 6 mL 后已经观察不到有白色沉淀产生了，发生的反应是 Na2SO4CaCl2=CaSO42NaCl。请 设计一个简单的实验，确认上述反应具有可逆性和
25、反应限度，简要列出实验步骤和结论： _。 答案 .(1)该反应中KI相对过量， 故不能直接检验是否存在I 取少量反应液， 滴加KSCN， 若出现红色，则证明还有 Fe3 未完全反应 (2)取少量反应液，滴加淀粉溶液，若溶液变蓝色，说明生成了 I2 .取上层清液少许置于试管中，滴加 1 mol L 1 的 Na2CO3溶液，若产生白色沉淀，则说明反 应有一定的可逆性和反应限度 解析 甲组实验不合理，因为所加的 I 是过量的，不能检验 I存在证明反应的可逆性，只 能证明少量反应物 Fe3 是否剩余及是否生成了 I 2来证明， 因此， 用 KSCN 溶液、 淀粉溶液(或 CCl4萃取)等合理方法。乙组从反应物的量的角度考虑，Na2SO4溶液相对过量，若反应无可 逆性，则 Ca2 沉淀完全，若反应有一定可逆性和反应限度，则 Ca2没有完全沉淀，故可用 Na2CO3来证明 Ca2 即可。